基于通信的车辆安全消息生成和处理的制作方法

1.本主题公开涉及基于通信的车辆安全消息生成和处理。


背景技术：

2.车辆(例如，汽车、摩托车、卡车、建筑设备)越来越多地使用传感器和通信系统来增强操作。例如，一些传感器(例如，惯性测量单元(imu)、车轮角度传感器)可以提供关于车辆的信息，而其他传感器(例如，相机、激光雷达系统、雷达系统)提供关于车辆周围环境的信息。该信息可以促进车辆的半自主动作(例如，适应性巡航控制、自动制动)或自主操作，或者可以促进向驾驶员提供警报。
3.车辆对车辆(v2v)通信、车辆对基础设施(v2i)通信，以及通常车辆对一切(v2x)通信也可增强车辆操作。通常，全球导航卫星系统(gnss)，例如全球定位系统(gps)，可以提供车辆的位置，使得其附近的信息和消息以及因此与车辆相关的信息和消息可以容易地辨别。然而，gnss定位并不总是可用的(例如，在隧道或地下车库中)。因此，希望提供基于通信的车辆安全消息生成和处理。


技术实现要素：

4.在一个示例性实施例中，车辆中的系统包括一个或多个提供数据的传感器，一个或多个传感器包括一个或多个相机。该系统还包括基于数据获取传感器信息的处理电路，该传感器信息包括车辆周围的一个或多个特征的位置，该一个或多个特征是静止对象。处理电路从消息中获取信息，融合传感器信息和来自消息的信息，并基于不包括车辆的基于卫星的位置的融合生成和广播适应性安全消息。
5.除了本文所述的一个或多个特征之外，处理电路检查车辆的基于卫星的位置是否可用。
6.除了本文描述的一个或多个特征之外，处理电路根据信号强度或稳定性确定基于卫星的位置是否以所需的置信水平可用。
7.除了本文描述的一个或多个特征之外，处理电路基于不可用的基于卫星的位置生成适应性安全消息。
8.除了本文描述的一个或多个特征之外，处理电路从来自一个或多个其他车辆的一个或多个车辆到车辆消息中获取信息。
9.除了本文描述的一个或多个特征之外，处理电路从静止通信单元获取信息。
10.除了本文描述的一个或多个特征之外，该信息指示一个或多个特征中的至少一个的位置。
11.除了本文描述的一个或多个特征之外，处理电路基于由传感器信息和由该信息指示的一个或多个特征中的至少一个的位置来融合传感器信息和该信息。
12.除了本文描述的一个或多个特征之外，适应性安全消息还包括一个或多个特征。
13.除了这里描述的一个或多个特征之外，适应性安全消息包括天气信息。
14.在另一示例性实施例中，车辆中的方法包括从一个或多个传感器获取数据，一个或多个传感器包括一个或多个相机。该方法还包括基于数据获取传感器信息，传感器信息包括车辆周围的一个或多个特征的位置，该一个或多个特征是静止对象。此外，该方法包括从消息中获取信息，融合传感器信息和来自该消息的信息，以及基于该融合生成和广播适应性安全消息，该适应性安全消息不包括车辆的基于卫星的位置。
15.除了本文描述的一个或多个特征之外，该方法还包括检查车辆的基于卫星的位置是否可用。
16.除了本文描述的一个或多个特征之外，检查包括根据信号强度或稳定性确定基于卫星的位置是否以所需的置信水平可用。
17.除了本文描述的一个或多个特征之外，生成适应性安全消息是基于不可用的基于卫星的位置。
18.除了本文描述的一个或多个特征之外，获取信息是从来自一个或多个其他车辆的一个或多个车辆到车辆消息。
19.除了本文描述的一个或多个特征之外，从静止通信单元获取信息。
20.除了本文描述的一个或多个特征之外，获取信息包括指示一个或多个特征中的至少一个的位置的信息。
21.除了本文描述的一个或多个特征之外，融合传感器信息和该信息是基于由传感器信息和由该信息指示的一个或多个特征中的至少一个的位置。
22.除了本文描述的一个或多个特征之外，生成适应性安全消息包括指示一个或多个特征。
23.除了本文描述的一个或多个特征之外，生成适应性安全消息包括指示天气信息。
24.当结合附图进行以下详细描述时，本公开的上述特征和优点以及其他特征和优点是显而易见的。
附图说明
25.其他特征、优点和细节仅作为示例出现在以下详细描述中，详细描述参考附图，在附图中：
26.图1是根据一个或多个实施例实现基于通信的车辆安全消息生成和处理的车辆的框图；
27.图2示出了根据一个或多个实施例的车辆实施基于通信的车辆安全消息生成和处理的场景；
28.图3是根据一个或多个实施例的生成基于通信的车辆安全消息(即，适应性安全消息)的方法的处理流程；和
29.图4是根据一个或多个实施例的处理接收到的适应性安全消息的方法的处理流程。
具体实施方式
30.以下描述本质上仅是示例性的并且不旨在限制本公开、其应用或用途。应当理解，在所有附图中，对应的附图标记表示相同或对应的部件和特征。
31.如前所述的，车辆可以使用来自传感器的信息以及经由消息接收的信息来做出关于车辆的半自主或自主操作的决定或向驾驶员呈现警报。例如，例如，主车辆(被称为本车辆)可以接收基本安全消息(bsm)，其包括关于附近其他车辆的位置、航向和速度的信息，以及它们的状态和预测路径。典型地，bsm包括其他车辆的基于gnss的位置。类似地，当本车辆生成bsm时，它包括其自身基于gnss的位置以及其他信息。然而，当本车辆或一个或多个其他车辆不能访问基于gnss的位置时(例如，在隧道中、在地下车库中、在有高楼或树木的区域中)，不能生成典型的bsm。
32.本文详述的系统和方法的实施例涉及基于通信的车辆安全消息生成和处理。如详细描述的，当基于gnss的位置不可用时，本车辆可以将利用其传感器获取的道路特征和其他信息与经由通信获取的信息融合。该通信可以与其他车辆和其他来源(例如，路边单元(rsu))进行。本车辆可以基于经由其传感器和通信获取的信息的融合，生成基于通信的车辆安全消息，该消息不同于标准bsm，并且出于解释目的可以被称为适应性安全消息。同样详细地，当本车辆接收适应性安全消息而不是标准bsm时，本车辆可以处理适应性安全消息中的信息以及经由其自身的传感器和其他bsm获取的信息，以做出确定和决定。
33.根据示例性实施例，图1为实施基于通信的车辆安全消息生成和处理的车辆100的框图。图1所示的示例性车辆100是汽车101。车辆100包括控制器110，并且可以包括多个传感器，例如相机120、雷达系统130和激光雷达系统140。图1所示的示例性传感器的数量和位置不是旨在限制性的。控制器110可从传感器获取信息，并控制车辆100的一个或多个操作。
34.根据一个或多个实施例，控制器110可生成基于通信的车辆安全消息(即适应性安全消息)，并处理接收到的适应性安全消息。特征230(图2)可以由控制器110、给定传感器内的控制器或两者的组合来识别。控制器110和任何传感器内的任何控制器可以包括处理电路，该处理电路可以包括专用集成电路(asic)、电子电路、执行一个或多个软件或固件程序的(共享的、专用的或成组的)处理器和存储器、组合逻辑电路和/或提供所述功能的其他合适的部件。
35.图2示出了根据一个或多个实施例的车辆100b实施基于通信的车辆安全消息生成和处理的场景200。在示例性场景200中，出于解释的目的，车辆100b被认为是本车辆210。车辆100a在本车辆210前方的隧道t中，并且车辆100c在本车辆210的盲点中。根据一个或多个实施例，参照图3详细描述了由本车辆210生成适应性安全消息。根据一个或多个实施例，参照图4详细描述了本车辆210对接收到的适应性安全消息的处理。
36.图2中还示出了路边单元220。该路边单元220是固定的，并且可以是边缘计算设备，其提供云计算能力并且在路边单元220周围的有限区域中的无线电接入网络(ran)内通信。即使在无法使用卫星或蜂窝信号的区域(例如，隧道、地下车库、有建筑物或树木的地方)，ran也有助于通信。示例性场景200包括可以被检测和识别的几个特征230。特征230指的是场景200中的静止对象。示例性特征230包括车道标志230a、灌木丛230b、树230c、隧道t 230d和路边单元220 230e。这些将参考图3和图4进行讨论。
37.图3是根据一个或多个实施例的生成基于通信的车辆安全消息(即适应性安全消息)的方法300的流程图。这些过程可以由本车辆210的控制器110执行。在框310处，获取传感器数据指的是例如从本车辆210的相机120获取信息。例如，相机120可以是用于车道保持和其他高级驾驶员辅助系统(adas)任务的相同相机。传感器数据也可以是来自相机120和
其他传感器(例如，雷达系统130、激光雷达系统140)的融合数据。在框320处，识别特征230指的是识别与道路相关联的特征230(例如，道路标记230a)、与基础设施相关联的特征230(例如，路边单元220 230e、隧道t 230d)以及场景200中的其他静止对象(例如，灌木丛230b、树230c)，这些对象在从中获取数据的一个或多个传感器的视野中(在框310处)。确定每个特征230相对于本车辆210的相对位置。
38.在框330处，进行检查基于gnss的定位是否可用。如果接收到微弱的卫星信号，该检查可能需要确定gnss信息的置信水平。例如，基于稳定性(即，在持续时间的某个百分比接收的信号)和/或信号强度的所需度量，置信水平可能是足够的。如果基于gnss的定位在必要的置信水平下可用，则在框340处，根据现有方法生成标准bsm消息。如果框330处的检查指示基于gnss的定位不可用或不满足置信水平的要求，则执行框350、360和370处的过程。
39.在框350处，从消息中获取的信息包括来自其他车辆100(例如，车辆100a、100c)的v2v消息和来自路边单元220的v2x消息。这些消息提供关于由其他车辆100和路边单元220识别的特征230的信息。在框360处，该过程包括融合传感器信息和基于通信的信息。也就是说，基于在框310处获取的本车辆210内的传感器数据在框320处识别的特征230与来自在框350处获取的一个或多个消息的信息融合。具体地，在框360处，由本车辆210识别的特征230和在v2v消息(例如，标准bsm或适应性安全消息)和v2x消息(例如，来自路边单元220)中指示的特征230被融合，以预测车辆100(例如，车辆100a、100c)在本车辆210(例如，车辆100b)周围的相对位置。通过比较由本车辆210识别的特征230的位置和消息中相同特征230的位置(在框350处)，可以确定本车辆210、其他车辆100和路边单元220之间的相对位置。融合可以使用扩展卡尔曼滤波器或其他已知技术。
40.在框370处，生成和发送适应性安全消息是指本车辆210将融合信息作为广播提供。具体而言，可在适应性安全消息中指示的信息类型包括特征230—车道标志230a、建筑物、植被(例如，灌木丛230b、树木230c)、基础设施(例如，交通灯)、障碍物—相对于本车辆210的位置、天气信息、事件(例如，工作区)、交通灯状态和标志信息。此外，本车辆210的路径历史作为适应性安全消息的一部分被广播。如参照图4进一步讨论的，从本车辆210接收适应性安全消息的车辆100可以使用该路径历史来估计本车辆210的轨迹是否与其自身的轨迹相交，从而是否存在潜在的碰撞危险。与标准bsm不同，适应性安全消息将不包括的是本车辆210的基于gnss的位置信息。
41.适应性安全消息的广播可由路边单元220以及附近的其他车辆100接收。路边单元220可以从本车辆210以及从一个或多个其他车辆100接收适应性安全消息。路边单元220可以收集在所有接收的适应性安全消息中识别的特征230，并将它们融合以生成更宽的特征地图。路边单元220然后可以广播该增强的特征地图。本车辆210或其他车辆100基于来自路边单元220的增强特征地图执行的后续定位可以提高效率和置信度。
42.图4是根据一个或多个实施例的处理接收到的车辆安全消息(即适应性安全消息)的方法400的流程图。这些过程可以由本车辆210的控制器110执行。在框410，获取传感器信息指的是例如从相机120获取数据，并且类似于图3中的框310和320的过程来识别特征230。在框420处，过程包括从一个或多个其他车辆100获取一个或多个标准bsm，从路边单元220获取消息，以及从一个或多个其他车辆100获取一个或多个基于通信的车辆安全消息(即，
适应性安全消息)。例如，图2中所示的本车辆210可以从车辆100c获取bsm，并从车辆100a获取适应性安全消息，车辆100a在隧道t中并且不能获取基于gnss的位置。来自路边单元220的消息可包括增强的特征地图，该特征地图基于路边单元220融合来自两个或更多车辆100的适应性安全消息的特征230，如前所述。
43.在框430处，融合所述信息有助于确定车辆100和其他对象(例如，特征230)的相对位置。当本车辆210知道其自身的基于gnss的位置并获取bsm(例如，从车辆100c)时，那么确定车辆100c相对于本车辆210的位置是直截了当的。当本车辆210获取适应性安全消息(例如，从车辆100a)时，那么本车辆210的控制器110基于适应性安全消息中识别的特征230和基于其自身传感器识别的特征230确定车辆100a的相对位置(在框410处)。在框440处，过程包括评估风险和采取行动。例如，由于隧道t中缺少卫星信号而发送适应性安全消息而不是bsm的车辆100a可以在本车辆210前方的隧道t中制动。基于框430处的过程，本车辆210可减速或向本车辆210的驾驶员发出警告。
44.尽管已参照示例性实施例对上述公开内容进行了描述，但本领域技术人员应理解，在不脱离其范围的情况下，可对其进行各种变更，并可对其元件进行等效替换。此外，在不脱离本公开的实质范围的情况下，可以进行许多修改以使特定的情况或材料适应本公开的教导。因此，意图是本公开不限于所公开的特定实施例，而是将包括落入其范围内的所有实施例。